浅析抽水试验引起地面沉降的效应问题

本文通过对粘土和砂土在不同组合情况下进行抽水试验,对土样的沉降情况进行了观察分析,研究了抽水引起的地面沉降问题及地面沉降的机理。     

释水条件下地面沉降的滞后效应试验研究

 过度抽取地下水造成的地面沉降正逐渐成为一种严重的地质灾害。在现有成果的基础上,设计、研制地面沉降室内试验装置,并改进试样的饱和方法。使用该装置模拟释水引起的地面沉降,从地面沉降对水位变化的响应和地面沉降过程中的孔隙水压力变化两方面研究地面沉降的滞后性。分析结果得出：(1) 承压含水砂层和黏土层的变形均表现出滞后现象;(2) 相同试验条件下,黏土层变形的滞后时间随着土层厚度的增大而增加。地面沉降试验完成后,分别从黏土层的底部和顶部取出试样进行室内常规压缩固结试验,试验结果表明：抽水引起的地面沉降在垂直层面方向上是不均匀的,距离抽水含水层越近的部分其压缩程度越大。     

Processing Modflow模拟地面沉降中有关参数取值的研究

本文以天津多个群井抽水试验和基坑工程降水为例,结合多年来实际工程的实测数据,利用Processing Modflow模拟软件,将降水条件下地下水三维非稳定渗流数学模型与地面沉降数学模型相耦合,对基坑降水引起的各地层参数进行反演分析并识别和验证数学模型。在此基础上,对有限差分法中有关地面沉降参数,即土体骨架成分的弹性储水率和非弹性储水率的取值做进一步分析,确定了天津市平原区抽降地下水引起的地面沉降中相关参数的取值规律及变化范围。     

三维渗流和地面沉降模拟方法在某基坑支护设计中的应用

本文以天津某群井抽水试验为例,通过分析场地范围内水文地质及工程地质条件,利用Processing Modflow建立了天津某深基坑降水与地面沉降耦合模型。根据群井抽水试验的实测数据,反演得出模型中的有关参数。利用修正后的参数及模型,预测不同地连墙深度条件下基坑降水对周边环境造成的影响,通过对比分析,为支护设计提出合理建议,取得了良好的效果。     

徐家汇地铁站深基坑降水数值模拟与沉降控制

上海地下水位埋深较浅,地铁站建设大多要采取工程降水措施。以上海地铁 11 号线徐家汇站为例,根据场地工程地质和水文地质条件、地铁站围护结构设计深度和基坑开挖深度,建立地下水渗流数值模型,通过抽水试验反求水文地质参数,结合场地初始条件和边界条件,采用三维有限差分法对基坑降水进行模拟,数值模拟结果与地下水位实际监测数据十分吻合,同时对基坑降水引起的地面沉降进行计算,结果表明基坑周围的地面沉降能够得到有效地控制。     

水井抽水引起地基沉降的离心模型试验研究

地下水的开采是引起地面沉降的重要因素之一.通过离心模型试验研究抽水引起的地基变形.研制一套离心场中地基抽水的模拟和测量系统.进行离心模型试验,测量抽水过程中粉土地基孔隙水压力和沉降的变化及分布规律,探讨渗透作用对地面沉降发展规律的影响.试验结果表明靠近抽水位置区域的地基变形大于远离抽水位置区域,排水引起的地基沉降量与其不均匀程度随着排水次数和沉降的增大有逐渐减小的趋势.在地下水开采过程中,地基侧向变形也是引起地面沉降的重要影响因素.地基渗流场变化强烈的发展阶段对于地基沉降的影响值得关注.     

承压水降水引起周边环境变形的粘弹性分析

针对上海地区承压水降水引起的地面沉降问题,考虑上海地区软土的非线性渗流变形特征,建立了基坑降水与地面沉降三维粘弹性全耦合数学模型。采用3-D FEM,以上海M4号线董家渡修复工程基坑降水为例,利用抽水实验期间监测资料对计算参数进行了反演,进而对降水运行期间引起的地下水渗流场与地面沉降的变化趋势进行预测,并与实际情况进行了对比,其结果比较吻合。     

天津某深基坑工程群井抽水试验研究

目前随着基坑开挖深度不断增加,天津地区越来越多的深基坑涉及到承压水.通过对一个深基坑群井抽水试验模拟基坑施工降水的一个降水单元,综合分析了单井出水量、各层位观测井水位降深、地面沉降量等观测数据,结果表明承压含水层与相邻土层之间的水力联系是比较明显的,试验区内沉降相对较大,并总体呈向试验区外逐渐减小的趋势,抽水结果对地面沉降影响不大.论证了天津地区承压水群井抽水试验的意义及对深基坑降水的重要性.     

基坑降水对周边建筑物影响浅谈

采用实际工程与数值计算相结合的方法，进行了邻近基坑降水对已有建筑物地基沉降影响规律的研究，研究结菜表明：井群至建筑物角点的距离减小，井点深度增大，单井抽水量增大，渗透系数增大，使基坑周围地下水位降低较大，地面沉降有较大增加。     

汕头高铁站深基坑多层承压水抽水试验及数值模拟研究

针对砂土层含水特性问题,结合土层性质,为了探明含水层之间水力联系,通过对第10层、第4～6层和第8层含水层展开抽水试验、恢复试验、回灌试验以及地表沉降监测,分析了抽水试验和回灌试验引起的各含水层水位变化和地表沉降变化,确定水文地质参数,并将数值模拟的水文地质参数与实测结果进行了对比分析。结果表明,第10层抽水时,第8层、第4～6层水位同时降低,而且第10层与第8层及第4～6层的水力联系较为紧密。抽水试验结束后,水位恢复较快,短时间内趋于稳定,地面沉降也呈现明显的恢复趋势,并且靠近抽水中心沉降值较大,而两侧沉降较小。回灌过程中,地表有缓慢抬升趋势,但是短期内沉降不能和水位保持同步恢复,地面沉降呈现塑性特性。抽水试验的实际曲线和标准曲线较为一致,说明所获得的水文地质参数真实地体现了含水层的水文地质特征。本次试验结果为优化基坑降水以及分析基坑稳定性具有一定的指导意义。     

既有地下结构水-土阻隔效应对基坑抽水引发地层变形影响机制

当基坑邻近既有地下结构时，基坑降水引发的坑外地下水渗流与地层运动均会受到地下结构阻隔（阻水效应与阻土效应）；因此，在有/无邻近地下结构情况下，降水引起的基坑变形规律应是不同的。依托实际基坑工程开展了现场抽水试验，实测得到了基坑抽水引起的坑外不同含水层水位变化及围挡与土体变形规律；并基此建立了考虑邻近地下结构阻隔影响的基坑抽水三维流固耦合数值模型，以基坑与邻近地下结构间距D、基坑降水深度Hd为变化参数，探究了邻近地下结构阻隔作用对基坑抽水引发基坑变形的影响。研究发现：当基坑与既有地下结构间距较小时（如D<20m），地下结构对基坑变形的阻隔作用以阻土效应为主，减小了坑外地面沉降（相对于无邻近地下结构而言，以下类同）；当基坑与既有地下结构间距较大时（D>20 m），地下结构对基坑变形的阻隔作用以阻水效应为主，增大了坑外地面沉降；而随着间距进一步增大（D>40 m），阻水与阻土效应均逐渐减弱，坑外地面沉降分布向无地下结构时的情况趋近。基坑设计时应考虑邻近已有地下结构阻水、阻土效应耦合作用的影响以更准确地计算地层损失与围挡侧移，从而更好地优化基坑支护方案。     

抽水试验自动化采集系统及工程应用

基于工程勘察中简易抽水试验的目的及计算方法,自行研制了抽水试验自动化采集系统SKY-2009,可以对试验井的水位、水温等进行自动化监测,使简易抽水试验得以高效、经济、可靠运行.对采集系统的组成、原理等进行了简要说明,以天津地铁4号线工程为例,介绍了运用本套系统进行抽水试验的方法、试验参数,分别采用稳定流及非稳定流计算方...     

天津基坑抽排水量估算和地面沉降特征研究

针对天津基坑抽排地下水引起的地面沉降问题,提出基坑地面沉降工程地质分区方案,将全区分为洪积冲积区、海积冲积区和海积区。根据工程案例和数值模拟结果,提出3个分区基坑抽排水量计算的修正系数及截断潜水含水层情景下天津各分区不同基坑挖深条件下地下水位和地面沉降变化幅值,初步揭示了天津基坑抽水引起地面沉降的变化特征。     

潜水地区深基坑降水引起地面沉降的抽水试验及其简化计算

以兰州地铁1号线马滩站深基坑工程为依托,根据场地工程地质和水文地质条件,设计单井抽水试验及完整基坑降水工程,并完成了现场监测工作。得到各自的地下水位及地表沉降量的变化规律,对比发现两者水位变化趋势、沉降量基本相同。在裘布依假定的前提下首先求出基坑降水后地下水位的降落曲线方程,忽略土体的侧向变形及群井效应对降水效果的影响,采用分层总和法分别计算水位降落曲线上下疏干土与饱和土的地面沉降量,叠加后得到最终坑周地面沉降量。采用大型有限元软件对该基坑降水工程进行数值模拟,现场监测数据与数值计算及理论计算结果基本吻合,表明本文提出的计算方法具有较高的工程实用价值。     

亚洲最大的下沉式剧院——上海文化广场阶梯状超大深基坑承压水控制技术研究

位于中心城区的上海文化广场是目前世界上最深的地下剧场，针对基坑规模超大超深、以及第一第二承压水层联通、坑底呈阶梯状的特点，工程的承压水降水工作从先期的抽水试验、确定参数入手，进行有针对性的降水方案设计，再在开挖前进行群井抽水试验，以校验降水方案设计的合理性，最后确定正式抽水的相关控制参数。工程应用结果表明，抽水总量减幅明显．较好地体现了按需抽水、保护环境的理念。     

深基坑降水流固耦合数值模拟及敏感性分析

基于比奥固结理论,对武汉长江隧道基坑明挖段JB02节基坑降水工程进行了三维流固耦合数值模拟计算.综合分析了存在止水帷幕情况下的地下水渗流场规律,阐述了粘土层的释水固结特征.在合理的数值模拟计算的基础上,采用正交试验的方法,重点对渗透系数、变形模量、抽水量、井点深度、帷幕深度和井点布置等6大影响地面沉降的因素进行了敏感性...     

基于GMS的场地基坑降水数值模拟研究

本文基于上海某项目场地抽水试验,通过分析场地水文地质和工程地质条件,采用GMS数值模拟软件建立该场地地下水三维渗流与地面沉降耦合模型,通过拟合水位和沉降观测孔数据对模型进行识别验证,获取了修正后的水文地质参数。用此模型预测了基坑降水方案实施一周后场内地下水稳定水位以及抽水三个月后引起的周围土体沉降空间分布,并通过分析比较计算出了该基坑降水方案下防渗墙的最优设计深度,为降水方案的可行性评估和优化设计提供了科学依据。     

华北平原地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响研究

采用离心模型试验及数值模拟方法对抽水引起地面沉降进行过程及影响分析,并进一步采用有限单元法对实测地面沉降条件下的典型地段桥梁工程进行了模拟分析。研究表明,在抽水井附近及地面沉降的中心区域,不均匀沉降较为严重,对桥梁结构变形影响较大,对不同结构形式的桥梁影响有所不同;在地面沉降的扩展区域内,表现为桥梁与地基一同下沉,对高速铁路桥梁工程影响不大。需采取适宜的对策和措施进行防治。     

天津地铁6号线工程抽水试验设计

介绍了天津市地质条件,结合天津地铁6号线实际工程,对影响基坑施工的各层地下水进行抽水试验的设计,探讨了沿线3个不同场地抽水试验设计的要求与条件,确定了相关含水层的地质参数;同时对不同抽水点进行水样采集,对水质进行分析,评定地下水水质。此研究为工程降水、基坑支护及桩基础施工提供设计依据并为天津市其他工程提供参考和经验。     

深厚承压水层下临江深大基坑工程支护结构设计与实践

基于上海世博B06地块深大基坑工程，根据场地临近黄浦江、场地分布有深厚承压水层、周边环境非常敏感等条件，采取了分坑施工、悬挂式止水帷幕和坑外设置回灌井等一系列技术措施。通过现场单井抽水试验，取得了承压水含水层的详细水文力学参数；通过现场群井抽水试验，获得了承压水水位降深与地面沉降的初步关系。采用数值分析方法建立三维渗流模型，研究了不同止水帷幕深度下，坑内降压对坑外环境的不利影响，并结合坑外环境对象的保护要求，确定了合理的悬挂式止水帷幕深度(42m)。实施结果和监测数据表明，采取的技术措施有效地减小了基坑坑内降压引起的坑外水位降深，保证了周边环境的安全。